Risparmio energetico negli edifici rurali

RECUPERO DELLE BORGATE E DEL PATRIMONIO EDILIZIO DELLE TERRE ALTE Risparmio energetico negli edifici rurali Torino, 8 Ottobre 2012 Paola ing.strata

un occasione per ripensare alle fonti energetiche utilizzabili e al loro uso razionale. una opportunità per adottare soluzioni che possano fornire occasioni di crescita per il settore degli artigiani, fortemente penalizzato dalla crisi edilizia una attenta riflessione sul ritorno degli investimenti necessari. Trattandosi, quasi sempre, di abitazioni temporanee, abbiamo scartato soluzioni sofisticate. 2

Temi sviluppati EDIFICIO IMPIANTO DI RISCALDAMENTO 3

Edificio temperatura Nel progettare l edificio, occorre garantire: condizioni di benessere per fruire della casa non solo durante la stagione fredda, ma anche durante le stagioni intermedie, compresa quella estiva condizioni di sicurezza, per evitare gelo 4

Edificio umidità Un problema che hanno tutte le case di montagna non riscaldate è quello dell elevata umidità che si condensa nelle parti più fredde dell abitazione. L eliminazione dell umidità si realizza con la ventilazione e l impedimento della condensazione sulle superfici fredde. 5

Edificio è necessario coibentare 1. Agendo sugli infissi e sul tetto 2. Agendo sulle pareti: pannelli di rivestimento in legno pannelli isolanti (lana di vetro, lana di roccia, polistirene, ecc.) Si mantiene il calore, si crea una casa molto più accogliente, ma 6

Edificio come coibentare? ma occorre che l isolamento sia posto all interno della parete altrimenti il calore scalda le parti fredde e viene trasportato all esterno molto rapidamente, a causa della loro inerzia termica. 7

Edificio coibentare all interno SI NO 8

Edificio coibentare all interno Un locale in cui l aria sia calda, ma che abbia pareti fredde, non è confortevole: manca il calore radiante delle stesse pareti e la differenza di comfort è notevole. Parete interna calda Evitare che la parete calda all esterno! 9

Impianti 1. Acqua calda sanitaria. E un servizio saltuario ed occasionale; preferibili i boiler elettrici 2. Solare termico sconsigliabile per pericolo di gelo, scarso utilizzo, manutenzione costosa. 3. Cucina elettrica o a legna 4. Altre utenze elettriche: lampade a basso consumo; pochi elettrodomestici (evitare asciugabiancheria, freezer, ecc.) 10

Quale fonte energetica? 1. Gas: problema delle infrastrutture (rete per il metano, trasporto per il GPL) 2. Olio combustibile: serbatoi interrati che possono inquinare e trasporto 3. Biomassa: valorizza le risorse locali, ma non sempre risolve i problemi di fruibilità (ci vogliono giorni per rendere la casa confortevole e si rischia di lasciarla troppo tempo al freddo). Necessità di spazio per un adeguata riserva. I. Pellet: non è locale e ha svantaggi (trasporto, rumorosità, costi elevati). Sono state scoperte anche partite inquinate e radioattive. II. Legna: è un ottimo combustibile, ma va tagliata, lavorata ecc. ecc. Possibilità di utilizzare stufe, camini, inserti nei caminetti esistenti Rendimenti: il camino aperto rende pochissimo, anche se è piacevole da vedere. Meglio camini chiusi o stufe, che arrivano ad un rendimento del 70% e costano poco. Le moderne stufe hanno la possibilità di parzializzare l'uscita dei fumi (quindi di essere regolabili) e di consentire la distribuzione dell aria con l'airchauff e un termostato in ogni stanza. 11

Quale fonte energetica? 4. Elettricità Facile da trasportare, indispensabile per i servizi di base (luce, forza motrice), non inquinante e non invasiva, può essere utilizzata per il riscaldamento in due versioni: Tramite pompa di calore aria/aria o aria/acqua Soluzione con limitazioni e difetti, non superabili in montagna: basse temperature esterne, assistenza tecnica difficoltosa, rumorosità, impianti complessi. Con un uso diretto, mediante radiatori ad irraggiamento o convezione 12

Quale fonte energetica? Integrazioni con fonte rinnovabile Fotovoltaico: ponendo attenzione all impatto ambientale, al 5 conto energia e ad una corretta valutazione della potenza (deve essere minima), riduce le spese di gestione Mini idroelettrico: da valutare in situazioni particolari. 13

Quale impianto di riscaldamento? 1. A pavimento: non consigliato se l abitazione non è utilizzata con continuità, a causa dell elevata inerzia termica. Problema di prevenire il pericolo di gelo mantenendolo continuamente in funzione o inserendo antigelo nella tubazione (inquinante) 2. A radiatori: se ad acqua, ha gli stessi problemi di quello a pavimento 3. Stufe, camini 14

Una stufa moderna Camino ventilato Distribuzione aria canalizzata 15

elettrici Convezione Irraggiamento 16

17 Irraggiamento IR. Come funziona? Il principio è molto semplice. La resistenza installata nel corpo del panello percorsa da corrente elettrica si riscalda e, a sua volta, riscalda la superficie della piastra anteriore. Grazie alla tipologia di resistenza e alla piastra anteriore, si crea una lunghezza d'onda di energia all' infrarosso. Questa energia dopo l impatto su qualsiasi corpo si trasforma in calore. Vengono riscaldati tutti gli oggetti esposti ad essa. Le onde riscaldano lo strato superficiale delle pareti, del pavimento e del soffitto. Vengono poi irradiate, in buona parte, dalle superfici del locale in cui è collocato il pannello nello stesso ambiente, creando le condizioni per ottenere una temperatura confortevole. La persona non sente freddo e neppure troppo caldo, che è lo scopo di tale riscaldamento. Proprio la capacità dei materiali di costruzione di accumulare "calore infrarosso", valorizza il principio di funzionamento del riscaldamento ad infrarossi.

Temperatura [ C] Irraggiamento IR Velocità di riscaldamento e importanza della coibentazione interna 25 Temperature [ C] 20 15 10 5 Temperatura percepita: caso con isolante Temperatura percepita: caso senza isolante 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tempo [Minuti] Se la parete è coibentata in 20 minuti la temperatura percepita nell ambiente passa da 5 a 20 C 18

Irraggiamento IR Controllo dei carichi per evitare il distacco del contatore Un sistema automatico controlla che la rete non si sganci per carico eccessivo. I carichi vengono fatti ruotare. 19

Irraggiamento IR E facilmente realizzabile un controllo a distanza Esistono componenti per il controllo a distanza del sistema 20

Irraggiamento IR Forme: vetro colorato 21

Irraggiamento IR Forme: pannelli metallici colorati o personalizzabili 22

Irraggiamento IR. I vantaggi 1. Consumano poco perché non devono scaldare l'aria, scaldano solo il corpo con un effetto come quello del sole, usano radiazioni infrarosse a bassa frequenza e ad onde lunghe. 2. Minima differenza di temperatura tra gli oggetti solidi e l'aria La differenza tra la temperatura media delle superfici circostanti (pareti, pavimenti, finestre, porte ed arredamento) e la temperatura dell'aria non deve essere superiore a 4 C. La somma di queste temperature dovrebbe essere di circa 38 C. Se la temperatura della superficie di una parete è di 18 C, sarebbe sufficiente riscaldare la stanza a 20 C per avere una confortevole sensazione di caldo. Se invece la temperatura della superficie della parete è di 12 C dobbiamo riscaldare la stanza fino a 26 C per ottenere la medesima sensazione. 23

Irraggiamento IR. I vantaggi 3. Minima differenza di temperatura tra soffitto e pavimento Quando la temperatura è distribuita in maniera uniforme nell'ambiente, con una altezza media del locale di circa 2,70 m, la differenza di temperatura tra il soffitto ed il pavimento non dovrebbe superare i 2 C. Con sistemi a convezione, questa differenza può essere molto maggiore, fino anche a 8 C. 24

Irraggiamento IR. I vantaggi 4. L aumento della temperatura di 1 C porta ad un aumento del consumo di energia del 6%. I costi di riscaldamento di un sistema a convezione possono essere molto più elevati di un sistema ad irraggiamento. Con i pannelli radianti ad infrarossi si può mantenere la stessa sensazione di calore con una temperatura ridotta anche di 2-3 C. Utilizzando questo sistema di riscaldamento come principale fonte di calore è possibile ottenere, regolando la temperatura con termostati ambiente, un risparmio energetico anche del 20%, a parità di benessere. 25

Irraggiamento IR. I vantaggi 5. Benefici sulla salute E stato dimostrato che organi e tessuti del corpo umano assorbono questa energia in modo selettivo. L energia a infrarossi ha un influenza positiva enorme in numerosi processi di guarigione. Il calore ad infrarossi è utile in presenza di numerose patologie. Inoltre molto spesso le incubatrici sono attrezzate con sistemi di riscaldamento a raggi infrarossi per i neonati. 26

Le variabili da considerare nella scelta? Basso Alta 1. Costo impianto Stufa a legna Elettrici IR tradizionali + caldaia Pannelli acqua + pdc 2. Costo esercizio (bolletta + manutenzione) Stufa a legna Elettrici IR tradizionali + caldaia Pannelli acqua + pdc 3. Efficienza energetica tradizionali + caldaia Pannelli acqua + pdc Stufa a legna Elettrici IR 4. Praticità Stufa a legna Pannelli acqua + pdc tradizionali + caldaia Elettrici IR 27

La soluzione migliore? Basso Alta 1. Costo impianto Stufa Pannelli a legna Elettrici IR tradizionali + caldaia acqua + pdc 2. Costo esercizio (bolletta + manutenzione) Stufa a legna Elettrici IR tradizionali + caldaia Pannelli acqua + pdc 3. Efficienza energetica tradizionali + caldaia Pannelli acqua + pdc Stufa a legna Elettrici IR 4. Praticità Stufa a legna Pannelli acqua + pdc tradizionali + caldaia Elettrici IR 28

La soluzione migliore? Detto che la scelta migliore è da farsi sulla base dell uso più o meno frequente della casa e delle abitudini degli occupanti 1 Stufa a legna = buona scelta 2 Elettrici IR = buona scelta 3 Stufa a legna Mantenimento del calore a regime + = ottima scelta Elettrici IR Preriscaldamento e antigelo 29

Grazie per l attenzione! Paola ing. Strata 30